谷子籽粒颜色与碾磨相关回收性状遗传结构的多环境解析

《Theoretical and Applied Genetics》：Multi-environment dissection of the genetic architecture of grain color and milling-related recovery traits in foxtail millet

　　

摘要

核心信息

多环境 QTL 分析揭示了谷子籽粒颜色与碾磨相关回收性状的可重现及新位点，且 Seita.5G392600 被优先确定为籽粒黄色度的潜在候选基因及育种目标。

摘要

谷子的籽粒外观和加工品质是决定其市场价值和最终使用性能的主要因素，但这些性状（尤其是籽粒颜色和碾磨相关回收性状）的遗传基础尚未被完全阐明。在此，我们利用来自京谷 21 × 创 29 的 256 份重组自交系，以及通过全基因组重测序生成的超高密度分箱图，解析了八个环境中籽粒颜色和碾磨相关回收性状的遗传架构。评估了三个颖壳颜色性状（L, a, b）、三个籽粒颜色性状（L, a, b）以及两个与碾磨相关的回收性状，即每穗谷重百分比（PGWP）和米粒重百分比（PKW）。共鉴定出 74 个 QTL 出现事件，并整合为 45 个不同的 QTL，其中包括在至少两个环境中检测到的 11 个可重现位点和 34 个环境特异性位点。基于与先前报道区域的物理重叠，39 个 QTL 被认为是潜在的新位点，而六个与先前报道的位点共定位。我们还鉴定出位于 1、2、3、5 和 9 号染色体上的七个多性状 QTL 簇。候选基因优先级排序在主要 QTL 区间内鉴定出 11 个基因。其中，编码潜在糖基转移酶的 Seita.5G392600 基于 QTL 共定位、单倍型关联以及籽粒发育期间的可检测表达，被优先确定为籽粒黄色度的潜在候选基因。Seita.5G392600 与较高籽粒黄色度相关的罕见单倍型可能为籽粒颜色改良提供有用的变异，尽管仍需进一步验证。这些发现加深了我们对谷子籽粒外观和碾磨相关回收性状遗传架构的理解，并为精细定位、功能验证和分子标记辅助改良提供了目标。